一維納米結構材料的合成及其光致發(fā)光特性的研究.pdf

1、一維納米結構材料在基礎科學研究和潛在的技術應用方面都非常重要，探索和發(fā)展有效合成這些一維納米結構材料的方法是納米材料科學研究的基礎。本學位論文通過采用幾種制備方法，包括單一的熱蒸發(fā)法、氣一固反應法，以及二步法(氣-固反應法和熱蒸發(fā)法相結合的方式)、電化學沉積法和室溫硫化法聯(lián)合使用，制備了幾種新型的一維納米結構材料，包括“毛刺狀”銅硫化物納米線陣列、摻銻氧化鋅納米線等，并且對其微觀結構進行了詳細分析，同時研究了它們的光致發(fā)光特性。

2、 本論文的主要研究內容包括以下幾方面： 1．采用電化學沉積法在納米多孔模板內制備了有序排列的銅納米線陣列，經(jīng)過氣一固反應法(室溫硫化)處理，合成出一種新型的“毛刺狀”納米結構的銅硫化物納米線陣列。對比研究了不同電化學沉積方式(脈沖法和恒壓法)所制備的銅納米線在硫化后的差別，發(fā)現(xiàn)脈沖法沉積的銅納米線硫化后，新生成的納米線直徑和長度都更均勻。同時研究了硫化氣氛對銅硫化物納米線陣列生長的影響，發(fā)現(xiàn)在純硫化氫氣氛中比混合氣氛(硫化氫、氧

3、氣和水汽等)的硫化效果更好，銅納米線直徑在硫化前后變化較小，并且都會形成“毛刺狀”銅硫化物納米結構。銅硫化物納米線陣列的光致發(fā)光譜表明其具有紫外發(fā)光峰(366nm)和藍光發(fā)光峰(467nm)。 2．采用熱蒸發(fā)法，高溫下直接蒸發(fā)鋅和銻的混合粉末，合成了摻銻氧化鋅納米線。納米線平均長度約2μm，平均直徑約200nm。對比研究了不同襯底和不同溫度對納米線生長的影響，發(fā)現(xiàn)摻銻氧化鋅納米線易于在A1<,2>O<,3>陶瓷片襯底上生長，最佳

4、生長溫度為700℃。同時研究了摻銻氧化鋅納米線的光致發(fā)光特性，發(fā)現(xiàn)其具有381nm的本征發(fā)射峰和450-500nm的藍綠光帶發(fā)射峰，而且藍綠光帶發(fā)射峰的峰值比本征發(fā)射峰更強。 3．采用二步法(氣-固反應法和熱蒸發(fā)法相結合的方式)，嘗試合成銅鋅氧化物納米線。首先在600℃時用氣-固反應法合成了長約2μm，平均直徑約150nm的氧化銅納米線，再以此氧化銅納米線為襯底，通過熱蒸發(fā)鋅粉，獲得了不同形貌的銅鋅氧化物納米線，有花簇狀、棒狀、